(57)【要約】【課題】ボルトねじ込み前にねじ穴とナットランナーの位置合わせを迅速に実施することができるロボット教示技術を提供することを課題とする。【解決手段】ロボット教示用治具１０は、雄ねじ部２０と軸部３０と筒部４０とからなる。また、筒部４０にはナットランナー１３のソケット部４１を挿入することができる挿入部５０が設けられている。加えて、挿入部５０の中心は、雄ねじ部２０の中心線５１に合致するように配置されている。【効果】挿入部５０にナットランナー１３のソケット部４１を挿入するだけでナット１４とナットランナー１３の位置合わせを実施することができる。よって、ボルトねじ込み前にナット１４とナットランナー１３の位置合わせを迅速に実施することができるロボット教示用治具１０を提供することができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに設けられているねじ穴へ、ロボットハンドで把持したナットランナーでボルトをねじ込むために、前記ロボットハンドに教示する工程を実施するときに、この教示工程の際に使用するロボット教示用治具であって、
このロボット教示用治具は、前記ねじ穴にねじ込む雄ねじ部と、この雄ねじ部から延びる軸部と、この軸部から延びる筒部とからなり、この筒部には前記ナットランナーの先端を挿入することができる挿入部が設けられており、前記雄ねじ部の中心線に挿入部の中心が合致するように前記挿入部が配置されていることを特徴とするロボット教示用治具。
【請求項２】
前記筒部には、外方から前記挿入部に通じるように開口が設けられていることを特徴とする請求項１記載のロボット教示用治具。
【請求項３】
前記挿入部の底には、前記ナットランナーの先端が接触したことを検出する接触センサが備えられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のロボット教示用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに設けられているねじ穴へ、ロボットハンドで把持したナットランナーでボルトをねじ込むために、ロボットハンドに教示する際に使用するロボット教示用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
省力化技術の一つとしてロボットによるボルトねじ込み技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３３１４２８公報（図１）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の技術の基本原理を説明する図であり、ボルト締付け装置１００は、ロボット１０１と、このロボット１０１のアーム１０２の先端に力センサ１０３を介して設けたナットランナー１０４と、ロボット制御部１０５と、ナットランナー制御部１０６とからなる。また、ナットランナー１０４は、ソケット１０７に嵌めた雄ねじ１０８をワーク１０９に備えた雌ねじ１１１にねじ込む。
【０００４】
力センサ１０３は雌ねじ１１１と雄ねじ１０８の位置関係やねじ込み状態を検出し、この検出信号はロボット制御部１０５に送られる。ロボット制御部１０５は、力センサ１０３からの信号に基づいてロボット１０１の姿勢を制御すると共に、ナットランナー制御部１０６に運転指令を出してナットランナー１０４の回転又は停止を制御する。このように雌ねじ１１１に対する雄ねじ１０８の位置やねじ込み状態を管理することで、雌ねじ１１１に雄ねじ１０８を確実に締め付けることができる。
【０００５】
ところで、特許文献１のボルト締付け装置１００では、ロボット１０１にねじ込み作業を行わせるために、予め雌ねじ１１１の位置とナットランナー１０４の位置が合うようにロボット１０１に姿勢を教示させる。このとき、雌ねじ１１１とナットランナー１０４の位置合わせをするには、測定具等を使ってロボット１０１の姿勢を微調整する必要がある。しかしながら、このような位置合わせではロボット１０１の姿勢教示作業に手間が掛かるので、教示作業の効率低下を招く。
【０００６】
そのため、雄ねじ１０８（ボルト）をねじ込む前に、雌ねじ１１１（ねじ穴）とナットランナー１０４の位置合わせを迅速に実施することができるロボット教示技術の開発が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ボルトねじ込み前にねじ穴とナットランナーの位置合わせを迅速に実施することができるロボット教示技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ワークに設けられているねじ穴へ、ロボットハンドで把持したナットランナーでボルトをねじ込むために、前記ロボットハンドに教示する工程を実施するときに、この教示工程の際に使用するロボット教示用治具であって、このロボット教示用治具は、前記ねじ穴にねじ込む雄ねじ部と、この雄ねじ部から延びる軸部と、この軸部から延びる筒部とからなり、この筒部には前記ナットランナーの先端を挿入することができる挿入部が設けられており、前記雄ねじ部の中心線に挿入部の中心が合致するように前記挿入部が配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明では、筒部には、外方から挿入部に通じるように開口が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、挿入部の底には、ナットランナーの先端が接触したことを検出する接触センサが備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、ロボット教示用治具は、雄ねじ部と軸部と筒部とからなり、この筒部にはナットランナーの先端を挿入することができる挿入部が設けられており、ねじ穴にねじ込む雄ねじ部の中心線に挿入部の中心が合致するように挿入部が配置されているので、挿入部にナットランナーの先端を挿入するだけでねじ穴とナットランナーの位置合わせを実施することができる。請求項１によれば、ボルトねじ込み前にねじ穴とナットランナーの位置合わせを迅速に実施することができるロボット教示用治具を提供することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、筒部には、外方から挿入部に通じるように開口が設けられているので、ナットランナーが挿入部に挿入されている状態を確認することができる。そのため、開口を覗いた状態でロボットハンドを操作することができるので、ロボットハンドに対する教示作業を円滑に実施することができるロボット教示用治具を提供することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、挿入部の底には、ナットランナーの先端が接触したことを検出する接触センサが備えられているので、接触センサでナットランナーが挿入部の奥まで挿入されたことを容易に検出することができる。ナットランナーが接触センサに接触したときに、接触センサからの出力信号を受けてランプ等を点灯させるようにすれば、ナットランナーが挿入部の奥まで挿入されたことを容易に把握することができる。そのため、ナットランナーが挿入部の奥まで挿入されたことを容易に把握することができるロボット教示用治具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、実施例ではワークは車体で説明し、ねじ穴は車体内面に溶接付けしたナットで説明する。
【００１５】
図１は本発明のロボット教示用治具の取付図であり、ロボット教示用治具１０は、先端１５が車体１１の側面に取り付けられている。また、ロボット教示用治具１０の後部１６には、ロボットハンド１２で把持したナットランナー１３の先端が挿入されている。ロボット教示用治具１０の詳細な構造を次に説明する。
【００１６】
図２は本発明のロボット教示用治具の全体図であり、ロボット教示用治具１０は、穴５５を貫通しナット１４にねじ込む雄ねじ部２０と、この雄ねじ部２０から延びる軸部３０と、この軸部３０から延びる筒部４０とからなる。
【００１７】
また、筒部４０は、軸部３０の上部から延びている下側筒部４２と、この下側筒部４２の上端に備えた凸部材４３に嵌る凹部材４４を下端に備えている上側筒部４５とで構成される。また、下側筒部４２と上側筒部４５は、例えば２本のボルト４６で連結される。
【００１８】
なお、下側筒部４２と上側筒部４５の連結方式は、実施例ではボルト結合としたが、下側筒部４２の凸部材４３に雄ねじ加工を施すと共に上側筒部４５の凹部材４４に雌ねじ加工を施すことにより２つの筒部４２、４５をねじで結合させてもよい。
【００１９】
加えて、筒部４０には、ナットランナー（図１の符号１３）の先端のソケット部４１を挿入することができる挿入部５０が設けられている。さらに、挿入部５０の中心は、雄ねじ部２０の中心線５１に合致するように配置されている。
【００２０】
また、挿入部５０の底５４には、ナットランナーの先端のソケット部４１が接触したことを検出する接触センサ６５が備えられている。さらに、上側筒部４５の上端には発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す。）６６、６６が設けられている。接触センサ６５とＬＥＤ６６、６６とは、電線６７、６７によって結ばれているので、接触センサ６５にソケット部４１が接触すると、ＬＥＤ６６、６６は接触センサ６５からのオン信号によって点灯する。
【００２１】
さらに、軸部３０の先端には、車体１１の外面に接触する第１接触面５２が設けられている。また、ナットランナーのソケット部４１の先端には、挿入部５０の底５４に接触する先端面５３が設けられている。
【００２２】
また、ロボット教示用治具１０は、車体１１の内面に設けられているナット１４へ、ロボットハンド（図１の符号１２）で把持したナットランナーでボルトをねじ込むために、ロボットハンドに教示する工程を実施するときに、この教示工程の際に使用する治具である。６８は電池、６９は電池ホルダ、７１は電線通過穴、７２は電線サポートである。
【００２３】
図３は図１の３部拡大図であり、筒部４０の外周面４７には、例えば長穴状の開口４８、４９（詳細後述）が設けられている。これらの開口４８、４９から挿入部５０に挿入されたソケット部４１を見ることができる。開口４８、４９の詳細な構造を次に説明する。
【００２４】
なお、開口４８、４９の形状は、実施例では長穴で説明したが、丸穴や楕円穴等であってもよく、他の形状に変更することは差し支えない。
【００２５】
図４は図３の４−４線断面図であり、上側筒部４５には開口４８が設けられ、下側筒部４２には開口４９が設けられている。すなわち、筒部４０には、外方（図下）から挿入部５０に通じるように開口４８、４９が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
これにより、ナットランナー（図１の符号１３）の先端のソケット部４１が挿入部５０に挿入されている状態を確認することができる。そのため、開口４８、４９を覗いた状態でロボットハンド（図１の符号１２）を操作することができるので、ロボットハンドに対する教示作業を円滑に実施することができるロボット教示用治具１０を提供することができる。
【００２７】
なお、開口４８、４９は、実施例では筒部４０を２分割にしたため、２つの開口を組み合わせて構成したが、筒部４０を１つの筒で構成して開口を１つにしてもよい。７３はボルト頭嵌合穴である。
【００２８】
図５は本発明のロボット教示用治具の軸部周りの断面図であり、ロボット教示用治具１０の雄ねじ部２０は、ドアヒンジ取付け治具５６で支持されたドアヒンジ５７に設けられた穴５９と、車体１１の一部分である例えばセンターピラー５８に設けられた穴６１とを貫通するように、センターピラー５８の内面に取り付けたナット１４にねじ込まれている。６２はピン、６３は接続板、６４は接続ボルトである。
【００２９】
なお、実施例では車体の一部分にセンターピラー５８を適用して説明したが、フロントピラーを適用してもよい。
【００３０】
加えて、軸部３０の外径は、筒部４０の外径より小さく構成されていることを特徴とする。そのため、車体近傍に存在する他の部品等としてのドアヒンジ取付け治具５６とロボット教示用治具１０との干渉を防ぐことができる。
【００３１】
図６はロボット教示用治具の取付けまでの作用図であり、（ａ）において、作業員がロボット教示用治具１０を矢印（１）のように雄ねじ部通過穴５９、６１に向かわせ、ナット１４に矢印（２）のようにねじ込む。
【００３２】
（ｂ）において、ロボット教示用治具１０がドアヒンジ５７及びセンターピラー５８と一体となっている。
【００３３】
図７はロボット教示用治具にナットランナーの先端を挿入するまでの作用図であり、（ａ）において、ナット１４へボルトをねじ込むためにロボットハンド（図１の符号１２）に座標を教示させるため、ロボットハンドを動作させてナットランナー（図１の符号１３）のソケット部４１を矢印（３）のようにロボット教示用治具１０の挿入部５０に挿入する。
【００３４】
（ｂ）において、ロボット教示用治具１０の挿入部５０の底５４にナットランナーのソケット部４１の先端面５３が接触している。これにより、ロボットハンドは、挿入部５０の底５４と雄ねじ部２０の中心線５１との交点Ｐ１の座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）をねじ込み前の待機位置として記憶する。なお、底５４からドアヒンジ５７の表面までの距離をＬ１とする。
【００３５】
ここでロボット教示用治具１０をドアヒンジ５７及びセンターピラー５８から取り外し、ソケット部４１に保持させたボルトをナット１４に実際にねじ込む場合には、ソケット部４１を回転させ、ソケット部４１をロボットハンドで前述の交点Ｐ１から距離Ｌ１だけ移動させればよい。
【００３６】
すなわち、ドアヒンジ５７の表面と雄ねじ部２０の中心線５１との交点Ｐ２の座標を（ＸＬ、ＹＬ、ＺＬ）とすれば、ソケット部４１を回転させ、ソケット部４１をロボットハンドでＰ１（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）からＰ２（ＸＬ、ＹＬ、ＺＬ）へ座標移動させることでナット１４にボルトをねじ込むことができる。
【００３７】
ロボット教示用治具１０は、雄ねじ部２０と軸部３０と筒部４０とからなり、この筒部４０にはナットランナーのソケット部４１を挿入することができる挿入部５０が設けられており、ナット１４にねじ込む雄ねじ部２０の中心線５１に挿入部５０の中心が合致するように挿入部５０が配置されているので、挿入部５０にナットランナーのソケット部４１を挿入するだけでナット１４とナットランナーの位置合わせを実施することができる。よって、ボルトねじ込み前にナット１４とナットランナーの位置合わせを迅速に実施することができるロボット教示用治具１０を提供することができる。
【００３８】
図８はロボット教示用治具に用いられる接触センサの作用図であり、（ａ）は図７（ｂ）の８ａ矢視図に相当する。ロボット教示用治具１０の筒部４０に設けた開口４８、４９を覗くと、ナットランナー（図１の符号１３）のソケット部４１が挿入部５０に挿入されていることが分かる。
【００３９】
（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図に相当し、ソケット部４１の先端面５３が接触センサ６５に接触しているので、ＬＥＤ６６、６６が点灯する。
【００４０】
ロボット教示用治具１０では、挿入部５０の底５４には、ナットランナーの先端のソケット部４１が接触したことを検出する接触センサ６５が備えられているので、接触センサ６５でナットランナーが挿入部５０の奥まで挿入されたことを容易に検出することができる。ナットランナーが接触センサ６５に接触したときに、接触センサ６５からの出力信号を受けてＬＥＤ６６、６６を点灯させるようにすれば、ナットランナーが挿入部５０の奥まで挿入されたことを容易に把握することができる。そのため、ナットランナーが挿入部５０の奥まで挿入されたことを容易に把握することができるロボット教示用治具１０を提供することができる。
【００４１】
これまでに説明してきたロボット教示用治具１０は、軸部３０の外径を筒部４０の外径よりも小さく構成していたので、製作に手間がかかっていた。その結果、製作工数が嵩み、加工費の増加を招いていた。次に、加工費を抑えることができるロボット教示用治具を説明する。
【００４２】
図９は図２の変更実施例図であり、図２と共通の構造については符号を流用して説明を省略する。ロボット教示用治具１０Ｂの軸部３０Ｂの外径は、筒部４０の外径と同径に構成されていることを特徴とする。これにより、加工の必要がない。そのため、加工費を抑えることができるので、安価なロボット教示用治具１０Ｂを実現することができる。
【００４３】
また、ロボット教示用治具１０Ｂでは、底５４から車体１１の外面までの距離をＬ２とすれば、この距離Ｌ２はロボット教示用治具（図２の符号１０）の距離Ｌ１（図２参照）に比べて短くなるので、ロボットハンド（図１の符号１２）を移動させる距離を短くすることができる。そのため、ねじ込み作業より早く完了させることができる。
【００４４】
尚、本発明のワークは、実施の形態では車体を適用して説明したが、装置のケースや機械部品等にも適用可能であり、一般の装置や機械に適用することは差し支えない。
また、本発明のねじ穴は、実施の形態では車体内面に溶接付けしたナットを適用して説明したが、車体やケース等に直接設けた形式を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のロボット教示用治具は、ロボットハンドに把持したナットランナーで実施するボルトねじ込み作業に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明のロボット教示用治具の取付図である。
【図２】本発明のロボット教示用治具の全体図である。
【図３】図１の３部拡大図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】本発明のロボット教示用治具の軸部周りの断面図である。
【図６】ロボット教示用治具の取付けまでの作用図である。
【図７】ロボット教示用治具にナットランナーの先端を挿入するまでの作用図である。
【図８】ロボット教示用治具に用いられる接触センサの作用図である。
【図９】図２の変更実施例図である。
【図１０】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１０Ｂ…ロボット教示用治具、１１…車体（ワーク）、１２…ロボットハンド、１３…ナットランナー、１４…ナット（ねじ穴）、２０…雄ねじ部、３０、３０Ｂ…軸部、４０…筒部、４１…ソケット部（先端）、４２…下側筒部、４５…上側筒部、４７…外周面、４８、４９…開口、５０…挿入部、５１…中心線、５２…第１接触面、５３…先端面、５４…底、６５…接触センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010105135.tif 000009
【図８】
2010105135.tif 000010
【図９】
2010105135.tif 000011
【図１０】
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